Ινδολικιδίνηείναι ένα βραχύ πεπτίδιο με αντιβακτηριακή δράση, που ανήκει σε έναν τύπο φυσικού αντιμικροβιακού πεπτιδίου. Αποτελούμενα από 13 υπολείμματα αμινοξέων, αυτά τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους μέσω πεπτιδικών δεσμών για να σχηματίσουν μια συμπαγή πεπτιδική αλυσίδα. Σε διάλυμα, παρουσιάζει μια ελικοειδή διαμόρφωση που διευκολύνει την αλληλεπίδρασή του με άλλα μόρια ή κυτταρικές δομές. Λόγω της ειδικής σύνθεσης και αλληλουχίας αμινοξέων του, μπορεί να συνδεθεί επιλεκτικά με στόχους σε οργανισμούς, ασκώντας έτσι την αντιβακτηριακή του δράση.
Υπό κατάλληλες συνθήκες, μπορεί να διατηρήσει τη σταθερότητα της δομής και της δραστηριότητάς του. Ωστόσο, σε υψηλότερες θερμοκρασίες, οι πεπτιδικοί δεσμοί του μπορεί να διαταραχθούν, οδηγώντας σε δομικές αλλαγές και απώλεια δραστηριότητας. Ως εκ τούτου, στην έρευνα και την εφαρμογή, είναι απαραίτητος ο έλεγχος της πειραματικής θερμοκρασίας για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα και η δραστηριότητά της. Ως φυσικό αντιμικροβιακό πεπτίδιο, έχει διάφορες λειτουργίες όπως αντιβακτηριδιακή, ανοσορρυθμιστική, κατά-όγκων και αντιική.
Προσαρμοσμένα καπάκια και φελλοί μπουκαλιών
|
|
|
Indolicidin COA
|
Χημικός τύπος |
C100H132N26O13 |
|
Ακριβής μάζα |
1905 |
|
Μοριακό βάρος |
1906 |
|
m/z |
1906 (100.0%), 1905 (92.5%), 1907 (39.5%), 1907 (14.0%), 1908 (10.8%), 1907 (9.6%), 1906 (8.9%), 1908 (7.2%), 1909 (4.3%), 1908 (3.8%), 1908 (2.7%), 1907 (2.5%), 1907 (1.5%), 1909 (1.4%), 1906 (1.4%), 1908 (1.3%), 1909 (1.0%) |
|
Στοιχειακή Ανάλυση |
C, 63.01; H, 6.98; N, 19.10; O, 10.91 |
αντιβακτηριδιακή δράση
Ινδολικιδίνηπαρουσιάζει ευρέως-αντιβακτηριδιακή δράση έναντι ενός ευρέος φάσματος μικροοργανισμών, συμπεριλαμβανομένων διαφόρων αερόβιων Gram-αρνητικών βακτηρίων, Gram-θετικών βακτηρίων και μυκήτων. Αυτό το ευρύ φάσμα δράσης το καθιστά πολλά υποσχόμενο υποψήφιο για αντιμικροβιακή θεραπεία.
Διαπερατότητα μεμβράνης
Η μοναδική χημική δομή, πλούσια σε υπολείμματα τρυπτοφάνης και με αμιδωμένο καρβοξυλικό άκρο, του επιτρέπει να διεισδύει στις βακτηριακές κυτταρικές μεμβράνες και να διαταράσσει την ακεραιότητά τους. Αυτό οδηγεί σε εκροή βακτηριακών περιεχομένων, καταλήγοντας τελικά σε βακτηριακό θάνατο.
Σύνδεση DNA και Αναστολή Αντιγραφής
Μελέτες έχουν δείξει ότι μπορεί να συνδεθεί με διπλό-ελικοειδές DNA, αναστέλλοντας πιθανώς μεγάλο αριθμό ενζύμων που σχετίζονται με την επεξεργασία του DNA. Συγκεκριμένα, το δομικό μοτίβο PW-WP στο μέσο του δεκατριών-πεπτιδίου είναι ένα ειδικό δομικό στοιχείο που μπορεί να περιβάλλει τη διπλή έλικα του Β-του DNA, ενισχύοντας τη σταθερότητά του και αναστέλλοντας την αντιγραφή και τη μεταγραφή του DNA.
Πειράματα in vitro έχουν αποδείξει την υψηλή βακτηριοκτόνο ικανότητά του, με σχεδόν-την πλήρη θανάτωση κοινών παθογόνων στελεχών όπως το Escherichia coli και ο Staphylococcus aureus. Αυτή η αποτελεσματικότητα υπογραμμίζει τις δυνατότητές του ως αντιμικροβιακού παράγοντα.
Περιορισμοί & Ανάπτυξη Παραγώγων
Παρά τη σημαντική αντιβακτηριακή του δράση, η κλινική εφαρμογή είναι περιορισμένη λόγω της κυτταροτοξικότητας του στα ερυθρά αιμοσφαίρια, τα οποία μπορούν εύκολα να προκαλέσουν αιμόλυση.
Επιπλέον, η υψηλή του συγγένεια για δέσμευση με επιφανειακούς λιποπολυσακχαρίτες, ενώ συμβάλλει στην αντιβακτηριακή του δράση, μπορεί επίσης να οδηγήσει στην ανάπτυξη αντοχής στα φάρμακα σε ορισμένα παθογόνα.
Για να ξεπεραστούν αυτοί οι περιορισμοί, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει διάφορα παράγωγα και ανάλογα.
Για παράδειγμα, η οξική ινδολικιδίνη και η ινδολικιδίνη TFA είναι παράγωγα που λαμβάνονται μέσω χημικής τροποποίησης που διατηρούν την αντιβακτηριακή δράση ενώ μειώνουν την τοξικότητα στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Επιπλέον, ορισμένες μελέτες έχουν προσπαθήσει να ενισχύσουν το αντιβακτηριακό φάσμα και να μειώσουν την κυτταροτοξικότητα αλλάζοντας την αλληλουχία αμινοξέων, όπως το Χ και διατηρεί την ίδια αλληλουχία αμινοξέων και αντιβακτηριακή δράση ενώ είναι ανθεκτικό στις πρωτεάσες.
Αντιιικές Επιδράσεις
Ινδολικιδίνηεπιδεικνύει επίσης αντιικές ιδιότητες, ιδιαίτερα έναντι ορισμένων ιών όπως ο HIV-1 και ο ιός του απλού έρπητα. Ο αντιϊκός μηχανισμός του είναι κάπως διαφορετικός από την αντιμυκητιακή του δράση. Μελέτες έχουν δείξει ότι μπορεί να συνδεθεί απευθείας με το DNA, παρεμβαίνοντας στο σχηματισμό συμπλοκών ιντεγκράσης-DNA αντί να δεσμεύεται με την ίδια την ιντεγκράση. Αυτή η σύνδεση μπορεί να αναστείλει μια σειρά ενζύμων που σχετίζονται με την επεξεργασία του DNA, αναστέλλοντας έτσι την αντιγραφή του ιού.
Αναστολή HIV-1
Έχει βρεθεί ότι αναστέλλει αποτελεσματικά την αναπαραγωγή του HIV-1. Η απαιτούμενη αντιική συγκέντρωση είναι υψηλότερη από αυτή για αντιβακτηριακές και αντιμυκητιακές δραστηριότητες.
Για παράδειγμα, μια συγκέντρωση 333 ug/ml μπορεί να αναστείλει τον HIV-1, με τιμή IC50 που κυμαίνεται από 67 έως 100 ug/ml στους 37 βαθμούς. Η έκθεση σε αυτό για 5 λεπτά στους 37 βαθμούς μπορεί να αναστείλει το 50% της αναπαραγωγής του ιού HIV, ενώ η πλήρης αντιική δράση απαιτεί περίπου 60 λεπτά.
Μηχανισμός Δράσης
Η έρευνα υποδηλώνει ότι συνδέεται με το DNA, συγκεκριμένα τον δομικό τομέα PW-WP εντός του πεπτιδίου ινδολικιδίνης δεκατρία-, το οποίο μπορεί να τυλιχτεί γύρω από τη διπλή έλικα του Β-DNA, ενισχύοντας τη σταθερότητά του και αναστέλλοντας την αντιγραφή και τη μεταγραφή του DNA. Αυτή η δεσμευτική ικανότητα είναι ζωτικής σημασίας για την αντιική του δράση.
Ανοσοτροποποιητικές Επιδράσεις
Ινδολικιδίνηέχει αποδειχθεί ότι ενισχύει την αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος, βοηθώντας τον οργανισμό να αντισταθεί καλύτερα σε λοιμώξεις και ασθένειες. Αυτό αποδίδεται στην ικανότητά του να αλληλεπιδρά με τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος και να τα διεγείρει να αναπτύξουν μια ισχυρότερη άμυνα.
Οι κυτοκίνες είναι μόρια σηματοδότησης που παίζουν καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος. Μπορεί να επηρεάσει την παραγωγή κυτοκινών, όπως οι ιντερλευκίνες και οι χημειοκίνες, οι οποίες εμπλέκονται στην ενορχήστρωση των ανοσολογικών αποκρίσεων.
Τα έμφυτα ανοσοκύτταρα, όπως τα ουδετερόφιλα, τα μακροφάγα και τα φυσικά κύτταρα φονιάς (NK), είναι η πρώτη γραμμή άμυνας έναντι των λοιμώξεων. Μπορεί να ενισχύσει τη δραστηριότητα αυτών των κυττάρων, καθιστώντας τα πιο αποτελεσματικά στη θανάτωση παθογόνων ή στη στόχευση μη φυσιολογικών κυττάρων.
Αν και οι άμεσες επιδράσεις στην προσαρμοστική ανοσία (αποκρίσεις Τ και Β κυττάρων) δεν έχουν μελετηθεί εκτενώς, η ικανότητά του να ρυθμίζει τις εγγενείς ανοσολογικές αποκρίσεις μπορεί να επηρεάσει έμμεσα τις προσαρμοστικές ανοσοαποκρίσεις.
Εκτός από την άμεση αντιμικροβιακή του δράση, εμφανίζει επίσης αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες. Αυτό είναι σημαντικό για την πρόληψη της υπερβολικής φλεγμονής, η οποία μπορεί να βλάψει τους ιστούς και τα όργανα. Ρυθμίζοντας τις φλεγμονώδεις οδούς, συμβάλλει στη διατήρηση της ομοιόστασης του ανοσοποιητικού.
Τελική Λύση
Θεραπεία σε Λοιμώδη Νοσήματα
Ενισχύοντας την ανοσοαπόκριση, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως επικουρική θεραπεία για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των αντιβιοτικών ή των εμβολίων.
Θεραπεία Αυτοάνοσων Νοσημάτων
Με τη ρύθμιση των ανοσολογικών αποκρίσεων, μπορεί να είναι χρήσιμο στη θεραπεία αυτοάνοσων νοσημάτων.
Θεραπεία Καρκίνου
Αν και οι άμεσες αντικαρκινικές επιδράσεις δεν έχουν αποδειχθεί με βεβαιότητα, οι ανοσοτροποποιητικές του ιδιότητες θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν.
Ινδολικιδίνηείναι ένα φυσικό αντιμικροβιακό πεπτίδιο (AMP) που αποτελείται από 13 αμινοξέα, που αρχικά απομονώθηκαν από ουδετερόφιλα βοοειδών. Η μοναδική του δομή τρυπτοφάνης (Trp) και προλίνης (Pro) του προσδίδει ευρέως-αντιβακτηριδιακές, αντιικές και αντιμυκητιακές δραστηριότητες, καθώς και ανασταλτικές επιδράσεις σε ορισμένα καρκινικά κύτταρα. Λόγω της δυνητικής αξίας κλινικής εφαρμογής της, η σύνθεση και η παραγωγή της Indolicidin έχουν γίνει ένα hotspot έρευνας. Αυτό το άρθρο θα επεξεργάζεται τις πληροφορίες κατασκευής από τέσσερις πτυχές: χημική σύνθεση, ανασυνδυασμένο express, βελτιστοποίηση τροποποίησης και προκλήσεις στην παραγωγή μεγάλης-κλίμακας.
Μέθοδος Χημικής Σύνθεσης
Η χημική σύνθεση είναι η κύρια μέθοδος για-παραγωγή μεγάλης κλίμακας Indolicidin στο εργαστήριο και είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για μελέτες δομικών τροποποιήσεων.
Πεπτιδική Σύνθεση Στερεάς Φάσης (SPPS)
Αρχή:Με βάση τις στρατηγικές προστασίας Fmoc (φθορένιο μεθοξυκαρβονύλιο) ή Boc (τριτ-βουτοξυκαρβονύλιο), οι πεπτιδικές αλυσίδες συναρμολογούνται σταδιακά στη ρητίνη.
Βήματα:
Επιλογή ρητίνης:Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες ρητίνες είναι η ρητίνη αμιδίου Rink ή η ρητίνη Wang.
Σύζευξη αμινοξέων:13 αμινοξέα συνδέονται στη σειρά (αλληλουχία: ILPWKWPWWPWRR-NH2) και η τρυπτοφάνη (W) απαιτεί ειδική προστασία (όπως Boc-Trp(Boc)-OH).
Κοπή και καθαρισμός:Οι πεπτιδικές αλυσίδες κόβονται χρησιμοποιώντας τριφθοροξικό οξύ (TFA) και στη συνέχεια καθαρίζονται με υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (HPLC) (η καθαρότητα είναι συνήθως > 95%).
Φόντα:Υψηλή ευελιξία, που επιτρέπει την εισαγωγή μη-μη φυσικών αμινοξέων ή τροποποιητικών ομάδων.
Μειονέκτημα:Υψηλό κόστος, ακατάλληλο για-παραγωγή μεγάλης κλίμακας.
Σύνθεση υγρής-φάσης
Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για τη σύνδεση βραχέων πεπτιδικών θραυσμάτων, αλλά χρησιμοποιείται λιγότερο συχνά για τη σύνθεση της Indolicidin.
Μέθοδος Ανασυνδυασμένης Εξπρές
Για να μειώσουν το κόστος και να επιτύχουν παραγωγή μεγάλης-κλίμακας, οι ερευνητές προσπάθησαν να εκφράσουν την ινδολικιδίνη μέσω ανασυνδυασμού μικροβιακών ή κυτταρικών συστημάτων.
Σύστημα Prokaryotic Express
Βακτήρια ξενιστή: Το Escherichia coli (E. coli) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ξενιστής, αλλά τα ακόλουθα ζητήματα πρέπει να αντιμετωπιστούν:
Τοξικότητα: Η ινδολικιδίνη έχει θανάτωση στα κύτταρα ξενιστές. Ο γρήγορος χρονισμός πρέπει να ελέγχεται αυστηρά χρησιμοποιώντας επαγώγιμους προαγωγείς (όπως T7 ή araBAD). Διαλυτότητα: Επιρρεπής στο σχηματισμό σωμάτων εγκλεισμού. Απαιτούνται ετικέτες σύντηξης (όπως SUMO, Trx) για την ενίσχυση της διαλυτότητας. Το πεπτίδιο στόχος μπορεί να απελευθερωθεί μέσω ενζυματικής διάσπασης στη συνέχεια. Βελτιστοποίηση Διαδικασίας: Η έκφραση σε χαμηλή θερμοκρασία (20-25 βαθμοί) οδηγεί σε μείωση του σχηματισμού σωμάτων εγκλεισμού. Το πεπτίδιο σήματος έκκρισης (όπως το PelB) χρησιμοποιείται για την έκκριση του πεπτιδίου στον περιπλασμικό χώρο, με αποτέλεσμα την ενδοκυτταρική επανατοξικότητα.
Σύστημα Ευκαρυωτικού Εξπρές
Σύστημα ζύμης (όπως το Pichia pastoris):
Πλεονέκτημα: Δυνατότητα μετα-μεταφραστικής τροποποίησης, κατάλληλο για πολύπλοκα πεπτίδια.
Πρόκληση: Η ινδολικιδίνη μπορεί να αποικοδομηθεί από πρωτεάσες ζυμομύκητα, επομένως πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα στέλεχος με έλλειψη πρωτεάσης-.
Κύτταρα θηλαστικών: Υπερβολικά δαπανηρά, που προορίζονται αποκλειστικά για ερευνητικούς σκοπούς.
Μεταγενέστερη επεξεργασία
Διάσπαση και σύλληψη κυττάρων: Τα κύτταρα διασπώνται χρησιμοποιώντας υπερήχους ή ομογενοποίηση υψηλής-πίεσης και η πρωτεΐνη σύντηξης καθαρίζεται μέσω χρωματογραφίας συγγένειας.
Ενζυματική διάσπαση και καθαρισμός: Χρησιμοποιήστε εντεροκινάση ή πρωτεάση SUMO για να αφαιρέσετε τις ετικέτες και, στη συνέχεια, εκτελέστε καθαρισμό με HPLC αντίστροφης- φάσης των πεπτιδίων-στόχων.
Δομική τροποποίηση και βελτιστοποίηση
Η φυσική ινδολικιδίνη εμφανίζει αιμολυτική τοξικότητα και αστάθεια πρωτεϊνάσης, και επομένως απαιτεί τροποποίηση για τη βελτίωση της απόδοσής της.
Αντικατάσταση αμινοξέων
Μειώστε την τοξικότητα: Αντικαταστήστε το Arg (R) με υδρόφοβα αμινοξέα (όπως το Ala), μειώνοντας την αλληλεπίδραση με τις κυτταρικές μεμβράνες των θηλαστικών.
Βελτιώστε τη σταθερότητα: Εισαγάγετε αμινοξέα τύπου D-ή πρωτεΐνες αντίστασης σε {{1}αμινοξέα για να αντισταθείτε στην αποικοδόμηση πρωτεάσης.
Λιπιδίωση/ΠΕΓυλίωση
Η N-τελική ακετυλίωση ή η προσκόλληση πολυαιθυλενογλυκόλης (PEG) παρατείνει τον χρόνο ημιζωής-.
Σχεδιασμός ετεροδιπεπτιδίου
Σύντηξη με άλλα θραύσματα AMP (όπως το LL-37) για ενίσχυση της δραστηριότητας ή διεύρυνση του αντιβακτηριακού φάσματος.
Προκλήσεις παραγωγής-μεγάλης κλίμακας
Έλεγχος Κόστους
Χημική σύνθεση: Το κόστος ανά γραμμάριο μπορεί να φτάσει αρκετές χιλιάδες δολάρια, κάτι που δεν είναι κατάλληλο για κλινικές ανάγκες. Αναδιοργάνωση του express: Η διαδικασία ζύμωσης πρέπει να βελτιστοποιηθεί (όπως μέσω καλλιέργειας υψηλής-πυκνότητας) για να αυξηθεί η παραγωγή.
Ποιοτικός έλεγχος
Απαιτήσεις καθαρότητας: Τα φαρμακευτικά πεπτίδια πρέπει να συμμορφώνονται με τα πρότυπα FDA/EMA (ακαθαρσίες < 0,1%). Δοκιμασία δραστικότητας: Η ελάχιστη ανασταλτική συγκέντρωση (MIC) και η δοκιμή αιμόλυσης (HC50) είναι οι βασικοί δείκτες.
Κανονισμοί και Ασφάλεια
Είναι απαραίτητο να διεξαχθούν προκλινικές τοξικολογικές αξιολογήσεις, ειδικά για ανοσογονικότητα και μακροπρόθεσμη-τοξικότητα.
Μελλοντικές προοπτικές
Σύνθεση{0}}ελεύθερη κυττάρων: Ταχεία παραγωγή χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μετάφρασης in vitro, αποφεύγοντας την τοξικότητα του ξενιστή. Παράδοση νανοφορέα: Ενίσχυση της στόχευσης με συνδυασμό λιποσωμάτων ή πολυμερών.
Σχεδιασμός με υποβοήθηση AI-: Πρόβλεψη αποτελεσματικών και χαμηλών-τοξικών παραλλαγών μέσω της μηχανικής εκμάθησης.
Η παραγωγή τουινδολικιδίνηαπαιτεί ισορροπία μεταξύ της ακρίβειας της χημικής σύνθεσης και της επεκτασιμότητας του ανασυνδυασμένου》και της νανοτεχνολογίας), αναμένεται να προωθηθεί η κλινική εφαρμογή του.
FAQ
Η ινδολκιδίνη είναι ένα είδος φυσικού ενεργού αντιμικροβιακού πεπτιδίου με εξαιρετική αντιβακτηριακή δράση ευρέος-φάσματος. Μπορεί να αναστέλλει και να εξαλείφει αποτελεσματικά διάφορα gram-θετικά βακτήρια, gram-αρνητικά βακτήρια και μερικούς μύκητες, ενώ έχει επίσης ορισμένα αντιφλεγμονώδη αποτελέσματα. Μπορεί να καταστείλει την απελευθέρωση φλεγμονωδών παραγόντων, να ανακουφίσει τις τοπικές φλεγμονώδεις βλάβες και να διατηρήσει σταθερή φυσιολογική κατάσταση των οργανισμών.
Έχει πλούσια αξία εφαρμογής σε πολλαπλούς κλάδους. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αντιβακτηριδιακή πρώτη ύλη υψηλής-απόδοσης για πρόσθετα ζωοτροφών για τη μείωση του ποσοστού μόλυνσης των ζώων και των πουλερικών. Επιπλέον, μπορεί επίσης να εφαρμοστεί σε καθημερινή χημική αντισηψία, βιοϊατρική έρευνα και προϊόντα εξωτερικής φροντίδας του δέρματος, παίζοντας έναν ασφαλή και σταθερό αντιβακτηριακό και προστατευτικό ρόλο.
Διαφορετικά από τους παραδοσιακούς χημικούς βακτηριοστατικούς παράγοντες, το Indolcidin έχει χαμηλό κίνδυνο αντοχής στα φάρμακα και καλή βιοσυμβατότητα. Δρα ταχέως σε παθογόνους μικροοργανισμούς με ήπια αποτελεσματικότητα, δεν θα βλάψει εύκολα τα κύτταρα των φυσιολογικών ιστών και έχει καλή θερμική σταθερότητα και ανοχή σε οξέα-βάση, η οποία είναι βολική για την επεξεργασία της φόρμουλας και τη μακροχρόνια αποθήκευση-σε διάφορα παρασκευάσματα.
Δημοφιλείς Ετικέτες: indolicidin cas 140896-21-5, προμηθευτές, κατασκευαστές, εργοστάσιο, χονδρική, αγορά, τιμή, χύμα, προς πώληση